Page 81 - 《精细化工》2023年第1期
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第 1 期 许雨芩，等: 还原氧化石墨烯负载纳米银/聚乙烯醇型抗菌水凝胶的制备与性能 ·73·
弹性而非黏流性。PGA-1、PGA-3、PGA-6 水凝胶
的 G'曲线均有类似的平台区，表明水凝胶网络存在
橡胶平台区，这可能与 rGO 和 PVA 产生的交联结构
有关。在整个频率范围内，PVA 水凝胶的 G'和 G''
均低于 PGA-1、PGA-3、PGA-6 水凝胶，可能是 rGO
与 PVA 之间氢键作用提高了 rGO-AgNPs/PVA 水凝
胶的黏弹性。
图 4 rGO-AgNPs/PVA 水凝胶的 TGA 曲线（a）和 DTG
曲线（b）
Fig. 4 TGA curve (a) and DTG curves (b) of rGO-AgNPs/
PVA hydrogel
2.4 力学性能测试
rGO-AgNPs/PVA 水凝胶的力学性能测试结果见
图 5。由图 5 可知，PGA-3 水凝胶的最大拉伸应力
可达到 1.3 kPa，拉伸应变可达到 125%且尚未断裂，
展现出较好的韧性和拉伸性。根据 PGA-6 及 PGA-3
的拉伸应力-应变曲线可知，相较于未添加 GO 的
PGA-6，添加 GO 的 PGA-3 的拉伸应力显著增强，
说明 rGO 可进一步增强 PVA 水凝胶的力学性能。对
比 PGA-1 及 PGA-3 的拉伸应力-应变曲线可知，相
较于未添加 AgNPs 的 PGA-1，添加 AgNPs 的 PGA-3
的拉伸应力也得到一定增强，说明 AgNPs 可增强
PVA 水凝胶的力学性能。与 PVA 水凝胶相比，
rGO-AgNPs/PVA 水凝胶的断裂伸长率提高约 60%。 图 6 PGA-6、PGA-1、PGA-3 和 PVA 水凝胶的储能模量
可能是由于 rGO 中含氧基团与 PVA 链中的羟基结合 和损耗模量随频率的变化曲线
形成氢键，同时无机 AgNPs 较强的力学性能和 rGO Fig. 6 Change curves of storage modulus and loss modulus
of PGA-6, PGA-1, PGA-3 and PVA hydrogels with
协同增强了 PVA 水凝胶的力学性能。 frequency
2.6 抗菌性测试
采用琼脂扩散法 [20] 测试 rGO-AgNPs/PVA 及
PVA 水凝胶的抗菌性能，结果见图 7、8。由图 7a、
图 8a 可知，PGA-1 水凝胶抑菌圈宽度大约为 0.5 mm，
说明 rGO 对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌仍具有一定
的抗菌性，可能是由于 rGO 通过产生活性氧簇
（ROS）引起氧化应激，破坏细菌的细胞膜导致细
菌死亡 [21] 。对比图 7d、图 8d 可知，PVA 水凝胶单
独加入 AgNPs 后抑菌圈增大，说明添加 AgNPs 可
图 5 PGA-6、PGA-1、PGA-3 和 PVA 水凝胶的拉伸应 显著提升 PVA 水凝胶对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌
力-应变曲线 的抑制效果。由图 7c、图 8c 可看出，PVA 水凝胶
Fig. 5 Tensile stress-strain curves of PGA-6, PGA-1, 无抗菌性。图 7 中 PGA-3 抑菌带宽度大约为 4.5 mm，
PGA-3 and PVA hydrogels
图 8 中 PGA-3 抑菌带宽度大约为 5.5 mm，将 PGA-3
2.5 流变测试 与 PGA-6、PGA-1 的抑菌带宽度对比发现，仅含有
rGO-AgNPs/PVA 水凝胶的流变测试结果见图 rGO 或 AgNPs 的水凝 胶抑菌圈 均小于 rGO-
6。由图 6 可知，rGO-AgNPs/PVA 抗菌水凝胶储能 AgNPs/PVA 水凝胶的抑菌圈直径，说明 rGO 和
模量（G'）均高于损耗模量（G''），表明凝胶网络是 AgNPs 具有协同抗菌效果。综上，rGO- AgNPs/PVA
